Расчет открытых зубчатых передач. Тарасов А.Р - 11 стр.

UptoLike

При подборе Р
э
допускается перегрузка двигателя по
мощности до 5...8 % при постоянной и до 10...12 % при пе-
ременной нагрузке
.
Для примера принимаем электродвигатель RA132VD6 c
n
э
=950 об/мин. В дальнейшем же необходимо провести рас-
четы по 3-м электродвигателям, удовлетворяющим нашим
условиям, как вариантность решения реальной (и, надо от-
метить, сложной) технической задачи
[5].
2.2. Кинематический расчет. После окончательного вы-
бора n
э
определяем передаточное число передачи
u = n
э(1)
/ n
2
=
ω
э(1)
/
ω
2
где
ω
э(1)
и
ω
2
угловые скорости вала электродвигателя (по
данной схеме задания - ведущего вала передачи) и ведомого
вала, определяемые в общем случае как
n
i
= 30 ·
ω
i
/
π
(2.2)
Итак, u=950 / 240 = 3,96
После определения передаточного числа находим угловую
скорость ведущего вала и вращающие моменты на валах пе-
редачи.
Угловая скорость ведущего вала
ω
1
=
ω
э
= (
)1(э
n
π
) / 30 = (3,14·950) / 30 = 99,43 рад /с.
Момент на ведомом валу
Т
2
= Р
2
·10
3
/
ω
2
= 5·10
3
/ 8 ·3,14= 199,04 Н·м.
Момент на ведущем валу
Т
1
= Т
2
/ (u ·
1
η
·
2
η
)=199,04/ (3,96·0,95·0,97)= 54,55 Н·м.
2.3. Выбор материалов и определение допускаемых
напряжений.
Выбирая для зубчатых колес материалы и вариант тер-
мообработки с принятой твердостью, отметим, что в дан-
ном пункте заложено самое наибольшее количество вариан-
тов расчета привода с открытой зубчатой передачей. Имея
одни и те же данные по предыдущим пунктам, представля-
ется уникальная возможность наглядно убедиться во влия-
нии как различных материалов, так и видов термообработ-
ки одних тех же материалов на размеры и компановку пере-
дачи.
Принимаем материалы и вид термообработки для зубча-
тых колес:
- для шестерни. Сталь 40Х; Т.О. – улучшение; твердость
Н=НВ
1
290 ед. (из диапазона 269…302 ед. Из диапазона воз-
можно принятие среднего значения
HB );
- для колеса. Сталь 45; Т.О. – улучшение; твердость
Н=НВ
2
250 ед. (из диапазона 235…262 ед.)
Определим допускаемые напряжения на контактную
прочность по формулам (1.1).
Для шестерни:
σ
H lim b 1
= 2·290 + 70 = 650 МПа
S
H
= 1,1 при Т.О. улучшении.
К
год
= 0,7 - учитывая среднее количество рабочих дней в
году (приблизительно 250 дней). Более точно определяется
при проектировании на конкретное реальное время.
К
сут
= 0,33 при односменной работе.
L
h
= 365·0,7·24·0,33·10
=
20235,6 часа.
N
1
= 60·
950·1·20235,6 =1 153 429 200 циклов.
N
HG1
= 290
3
= 24 389 000 циклов, т.е.
N
1
> N
HG1
и K
HL1
= 1.
[
]
1H
σ
= 650·1 / 1,1 = 590,9 МПа.
Для колеса:
σ
H lim b 2
= 2·250 + 70 = 570 МПа
S
H
, К
год
, К
сут
и L
h
имеют те же значения, что и для шес-
терни.
N
2
= 60·240·1·20235,6 =291 392 640 циклов.
N
HG2
= 250
3
=15 625 000 циклов, т.е.
N
2
> N
HG2
и K
HL2
= 1.
[
]
2H
σ
= 570 ·1 / 1,1 = 518,2 МПа.
Допускаемые напряжения на изгибную прочность (1.2).
Для шестерни:
   При подборе Рэ допускается перегрузка двигателя по                  нии как различных материалов, так и видов термообработ-
мощности до 5...8 % при постоянной и до 10...12 % при пе-              ки одних тех же материалов на размеры и компановку пере-
ременной нагрузке.                                                     дачи.
   Для примера принимаем электродвигатель RA132VD6 c                      Принимаем материалы и вид термообработки для зубча-
nэ=950 об/мин. В дальнейшем же необходимо провести рас-                тых колес:
четы по 3-м электродвигателям, удовлетворяющим нашим                      - для шестерни. Сталь 40Х; Т.О. – улучшение; твердость
условиям, как вариантность решения реальной (и, надо от-               Н=НВ1290 ед. (из диапазона 269…302 ед. Из диапазона воз-
метить, сложной) технической задачи [5].                               можно принятие среднего значения HB );
   2.2. Кинематический расчет. После окончательного вы-                   - для колеса. Сталь 45; Т.О. – улучшение; твердость
бора n э определяем передаточное число передачи                        Н=НВ2250 ед. (из диапазона 235…262 ед.)
                      u = nэ(1) / n2 = ω э(1) / ω 2                       Определим допускаемые напряжения на контактную
где ω э(1) и ω 2 угловые скорости вала электродвигателя (по            прочность по формулам (1.1).
                                                                       Для шестерни:
данной схеме задания - ведущего вала передачи) и ведомого
вала, определяемые в общем случае как                                     σH lim b 1 = 2·290 + 70 = 650 МПа
                         n i = 30 · ω i / π                    (2.2)      SH = 1,1 при Т.О. улучшении.
    Итак, u=950 / 240 = 3,96                                              Кгод = 0,7 - учитывая среднее количество рабочих дней в
                                                                       году (приблизительно 250 дней). Более точно определяется
   После определения передаточного числа находим угловую
                                                                       при проектировании на конкретное реальное время.
скорость ведущего вала и вращающие моменты на валах пе-
                                                                          Ксут = 0,33 при односменной работе.
редачи.
   Угловая скорость ведущего вала                                         Lh = 365·0,7·24·0,33·10 = 20235,6 часа.
   ω 1 = ω э = ( π ⋅ nэ(1) ) / 30 = (3,14·950) / 30 = 99,43 рад /с.        N 1 = 60· 950·1·20235,6 =1 153 429 200 циклов.
                                                                          NHG1= 290 3 = 24 389 000 циклов, т.е. N 1 > NHG1 и KHL1 = 1.
  Момент на ведомом валу
         Т 2 = Р 2·103 / ω 2 = 5·103 / 8 ·3,14= 199,04 Н·м.                                  [σ ]H 1 = 650·1 / 1,1 = 590,9 МПа.
  Момент на ведущем валу                                               Для колеса:
   Т 1 = Т 2 / (u · η 1 · η 2 )=199,04/ (3,96·0,95·0,97)= 54,55 Н·м.      σH lim b 2 = 2·250 + 70 = 570 МПа
    2.3. Выбор материалов и определение допускаемых
                                                                          SH , Кгод, Ксут и Lh имеют те же значения, что и для шес-
                                                                       терни.
напряжений.
  Выбирая для зубчатых колес материалы и вариант тер-                      N 2 = 60·240·1·20235,6 =291 392 640 циклов.
мообработки с принятой твердостью, отметим, что в дан-                    NHG2 = 250 3 =15 625 000 циклов, т.е. N 2 > NHG2 и KHL2 = 1.
ном пункте заложено самое наибольшее количество вариан-                                     [σ ]H 2 = 570 ·1 / 1,1 = 518,2 МПа.
тов расчета привода с открытой зубчатой передачей. Имея                   Допускаемые напряжения на изгибную прочность (1.2).
одни и те же данные по предыдущим пунктам, представля-                 Для шестерни:
ется уникальная возможность наглядно убедиться во влия-